Effekt av diett med ulike mengder langkjedede omega-3 fettsyrer på tarmhelse hos atlantisk laks (Salmo salar L.) i ferskvann

Abstract

Introduksjon
Marine oljer og fettsyrer har blitt en begrenset fôrressurs og blir i større grad erstattet av plantebaserte fettsyrer i form av for eksempel rapsolje1. Bruk av plantebaserte produkter kan være både økonomisk og bærekraftig fordelaktig, men man må også ta i betraktning hvordan slike nye næringsstoffer og eventuelle antinæringsstoffer påvirker fiskehelsen2. Generelt vil erstatning av fiskeolje med vegetabilske oljer føre til lavere nivå av EPA og DHA og et høyere nivå av 18 C fettsyrer i laks3. Fettsyresammensetningen i fôr har blitt identifisert til å kunne påvirke flere aspekter av fiskehelse, blant annet tarmhelse, immunrespons, hjertehelse og stressresponser4. Tidligere studier har vist flere patologiske symptomer i baktarm hos laks, blant annet 1) forkortning av høyden på foldene i slimhinnen (mukosa); 2) tap av supranuklær vakuolisering av de absorberende cellene i tarmepitelet; og 3) infiltrering av betennelsesceller i løst bindevev (lamina propria)5.
Materialer og metoder
I dette arbeidet ble den biologiske effekten av fire forskjellige dietter på tarmhelse hos laks i ferskvannsfase studert. Diettene bestod av enten ren rapsolje (RO), ren fiskeolje fra ansjos (AO), en blanding av rapsolje og ansjosolje (RO/AO), eller et konsentrat av EPA/DHA (EPA/DHA) som fettsyrekilde. 10 fisk ble tatt ut ved dag: 0 ( ̴46 g), 21, 42, 63 og 84 ( ̴160 g) (Fig 1).
Fôr
Forsøksfôret uten fett (grunnfôr) ble laget av Biomar AS, Danmark. Innholdet er vist i tabell 1. Fôret ble tilsatt ulike oljer fra Nofima, Bergen. Fettsyreanalyse for Fôr 0 som ble gitt fiskene før forsøksstart og i de 4 ulike forsøksfôrene (Tabell 2) ble utført.
Resultater og konklusjon
•Det ble ikke vist noen signifikante forskjeller ved tilvekst mellom de forskjellige diettgruppene. Ved de makroskopiske undersøkelsene av baktarm ble det vist at fisk fôret med diett AO hadde minst antall morfologiske unormale baktarmer, mens fisk gitt diett EPA/DHA hadde flest unormale baktarmer (Fig. 2). Ved forsøksslutt (dag 84) hadde fisk fra samtlige dietter morfologisk unormale baktarmer (Fig. 3).
•De immunhistokjemiske undersøkelsene mot proliferating cell nuclear antigen (α-PCNA) (Fig. 4) og immunglobulin M (α-IgM) viste økt celledelingsaktivitet (PCNA+ celler) og tilstedeværelse av IgM (Fig. 5) i tarmprøvene hos samtlige diettgrupper. For begge antistoffene var det en økning av positiv merking i tarmvevet fra kontroll (dag 0) til forsøkslutt (dag 84).
•Det ble detektert en økning i bakteriell overvekst og antall begerceller i baktarm fra forsøksstart til forsøksslutt i samtlige dietter. Fisk fra diett AO fikk bakteriell overvekst senest i forsøksløpet, og hadde lavest antall rammede individer (Fig. 6).
•Resultatene fra de histopatologiske graderingene for inflammasjon, hypervakuolisering og morfologi ble lagt sammen til en total score. Fisk som ble fôret med diett AO hadde generelt lavest score og minst forandringer, mens fisk som ble fôret RO/AO hadde generelt høyest score og de største forandringene (Fig.7).
Selv om fisken viser god vekst ved de forskjellige fettsyresammensetningene i fôret, viser fisken patologiske forandringer i baktarm. Dette er noe som bør tas hensyn til i kommersiell fôrproduksjon med tanke på fiskevelferd.
Takk til:
Forfatterne vil gjerne rette en ekstra takk til Geir Bornø, Trygve Poppe og Muhammad N. Yousaf for hjelp til tolking av histologiske snitt og immunhistokjemiske undersøkelser. En stor takk til Terje Markussen og Miroslava Hansen på histolaboriatoriumet ved veterinærinstituttet i Harstad for god hjelp til histologisk fremføring og immunhistokjemiske undersøkelser.
Referanser
1. Ytrestøyl, T., Aas, T., & Åsgård, T. (2015). Utilisation of feed resources in production of Atlantic salmon (Salmo salar) in Norway. Aquaculture, 448, 365-374.
2. Naylor, R. L., Hardy, R. W., Bureau, D. P., Chiu, A., Elliott, M., Farrell, A. P., Forster, I., Gatlin, D. M., Goldburg, R. J., et al. (2009). Feeding aquaculture in an era of finite resources. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106, 15103-15110.
3. Waagbø, R., Sandnes, K., Torrissen, O. J., Sandvin, A., & Lie, Ø. (1993). Chemical and sensory evaluation of fillets from Atlantic salmon (Salmo salar) fed three levels of n-3 polyunsaturated fatty acids at two levels of vitamin E. Food Chemistry, 46, 361-366.
4. Torstensen, B., Ruyter, B., Sissener, N., Østbye, T., Waagbø, R., Jørgensen, S., Ytteborg, E., Rud, I., Liland, N., et al. (2013). Utredning av fett for fiskehelse, effekter av endret fettsyresammensetning i fôr til laks relatert til fiskens helse og velferd (robust fisk)(Effects of Changes in Dietary Fat Level and Fatty Acid Composition of Salmon Diets on Fish Health and Welfare (Fish Robustness)). Bergen: NIFES and Nofima, 8-63.
5. Bæverfjord, G., & Krogdahl, Å. (1996). Development and regression of soybean meal induced enteritis in Atlantic salmon, Salmo salar L., distal intestine: a comparison with the intestines of fasted fish. Journal of Fish Diseases, 19, 375-387.
6. Evje, I. B. S. (2015). Fettsyresammensetning hos atlantisk laks (Salmo salar L.) fôret med ulike mengder langkjedede omega-3 fettsyrer. (Mastergradsoppgave), Norges arktiske universitet, Universitetet i Tromsø (UiT).
Figur 1. Fremstilling av forsøksoppsettet. Fra klekking og frem til akklimatiseringsperioden ble fisken fôret med Fôr 0. Fordeling av fisk i fire kar ble utført i begynnelsen av akklimatiseringsperioden. Fra den 15.12.2014 ble fisk i kar 1-4 fôret med dietter tilsatt henholdsvis rapsolje (RO), ansjosolje (AO), rapsolje/ansjosolje (RO/AO) og EPA/DHA-konsentrat. Uttak av fisk ble utført etter 0, 21, 42, 63 og 84 dager etter fôringsstart. Figur: Gunhild S. Johansson.
Tabell 1. Sammensetning av grunnfôret (3 mm), uten tilsatt fett, brukt i fôringsforsøket. SPC = soyaproteinkonsentrat.
Tabell 2. Fettsyresammensetning (arealprosent) i de ulike fôrene. Lc-HUFA = langkjedede flerumettede omega-3 fettsyrer (20:5n-3, 22:5n-3 og 22:6n-3). De presenterte verdiene er gjennomsnittet ± standardavvik (N = 3)6.
Makroskopiske forandringer
Figur 2. Forholdet mellom andelen normale baktarmer (blåfarge), og unormale baktarmer (rødfarge). Uttaksdager: 21, 42, 63 og 84. N = 5 for uttaksdag 21, N = 10 for alle andre uttak.
Figur 3. Øverst er baktarm med normal morfologi, benyttet som kontroll. Under er morfologisk avvikende baktarm fra samtlige diettgrupper, fjerde uttak, dag 84. Baktarm fra fisk fôret med diett A = RO, B = AO, C = RO/AO, D = EPA/DHA. N = 10. Foto: Gunhild S. Johansson.
Mikroskopiske forandringer
Figur 4. Tilstedeværelse av PCNA i histologiske snitt fra baktarm hos laks farget med IHC. A: kontroll (kp), B: positivt merkede celler (pc), C: positiv merking av celler i tarmepitelet (pc), D: positiv merking av flere aggregerte celler i tarmvevet (pc). N = 3, diett RO (B, C og D). Foto: Lisa Furnesvik.
Figur 5. Tilstedeværelse av IgM i histologiske snitt fra baktarm hos laks farget med IHC. A: kontroll (kp), B: svak farging av mukus (pmm) og enkeltceller i vevet (pm), C merking av IgM under basalmembranen (pm), D: merking av IgM i vakuoler og mukus (pmm), spesielt rundt bakteriekolonier. N = 3. Foto: Lisa Furnesvik.
Figur 6. Histologiske snitt av baktarm fra laks farget med Periodic acid-Schiff (PAS). A: kontroll, pil peker på begerceller (bc). B: tarmvev fra uttaksdag 84, tatt fra et snitt med inflammasjon, reduksjon i vakuolisering og tilstedeværelse av bakteriekolonier (diett EPA/DHA). Pilene viser bakteriekolonier (bk), og begerceller som tømmer innholdet sitt mot bakteriekoloniene (bct). Foto: Lisa Furnesvik.
Figur 7. Grafen viser gjennomsnittlig total score fra de histologiske undersøkelsene ± standardavvik for inflammasjon, vakuolisering, og morfologiske forandringer gitt de forskjellige diettgruppene ved uttaksdagene; dag 21, 42, 63, og 84. N = 10 for alle
uttakstidspunkt unntatt dag 21, hvor N = 5.

Full text

Effekt av diett med ulike mengder langkjedede omega-3 fettsyrer på tarmhelse hos atlantisk laks (Salmo salar L.) i ferskvann
Lisa Furnesvik1,2, Gunhild S. Johansson1, Iselin S. Evje1, Toni Erkinharju1,2, Roy A. Dalmo1 og Tore Seternes1
1 Norges Fiskerihøgskole, UIT, Norges Arktiske Universitet, Tromsø, Norge, 2 Veterinærinstituttet, Harstad, Norge
Figur 4. Tilstedeværelse av PCNA i histologiske snitt fra baktarm hos laks farget med IHC. A: kontroll (kp), B: positivt
merkede celler (pc), C: positiv merking av celler i tarmepitelet (pc), D: positiv merking av flere aggregerte celler i
tarmvevet (pc). N = 3, diett RO (B, C og D). Foto: Lisa Furnesvik.
Figur 5. Tilstedeværelse av IgM i histologiske snitt fra baktarm hos laks farget med IHC. A: kontroll (kp), B: svak
farging av mukus (pmm) og enkeltceller i vevet (pm), C merking av IgM under basalmembranen (pm), D: merking
av IgM i vakuoler og mukus (pmm), spesielt rundt bakteriekolonier. N = 3. Foto: Lisa Furnesvik.
Figur 6. Histologiske snitt av baktarm fra laks farget med Periodic acid-Schiff (PAS). A: kontroll, pil peker på
begerceller (bc). B: tarmvev fra uttaksdag 84, tatt fra et snitt med inflammasjon, reduksjon i vakuolisering og
tilstedeværelse av bakteriekolonier (diett EPA/DHA). Pilene viser bakteriekolonier (bk), og begerceller som tømmer
innholdet sitt mot bakteriekoloniene (bct). Foto: Lisa Furnesvik.
Introduksjon
Marine oljer og fettsyrer har blitt en begrenset fôrressurs og blir i større grad erstattet av plantebaserte fettsyrer i
form av for eksempel rapsolje1. Bruk av plantebaserte produkter kan være både økonomisk og bærekraftig
fordelaktig, men man må også ta i betraktning hvordan slike nye næringsstoffer og eventuelle antinæringsstoffer
påvirker fiskehelsen2. Generelt vil erstatning av fiskeolje med vegetabilske oljer føre til lavere nivå av EPA og DHA
og et høyere nivå av 18 C fettsyrer i laks3. Fettsyresammensetningen i fôr har blitt identifisert til å kunne påvirke
flere aspekter av fiskehelse, blant annet tarmhelse, immunrespons, hjertehelse og stressresponser4. Tidligere
studier har vist flere patologiske symptomer i baktarm hos laks, blant annet 1) forkortning av høyden på foldene i
slimhinnen (mukosa); 2) tap av supranuklær vakuolisering av de absorberende cellene i tarmepitelet; og 3)
infiltrering av betennelsesceller i løst bindevev (lamina propria)5.
Materialer og metoder
I dette arbeidet ble den biologiske effekten av fire forskjellige dietter på tarmhelse hos laks i ferskvannsfase
studert. Diettene bestod av enten ren rapsolje (RO), ren fiskeolje fra ansjos (AO), en blanding av rapsolje og
ansjosolje (RO/AO), eller et konsentrat av EPA/DHA (EPA/DHA) som fettsyrekilde. 10 fisk ble tatt ut ved dag: 0 ( ̴46
g), 21, 42, 63 og 84 ( ̴160 g) (Fig 1).
Figur 1. Fremstilling av forsøksoppsettet. Fra klekking og frem til akklimatiseringsperioden ble fisken fôret med
Fôr 0. Fordeling av fisk i fire kar ble utført i begynnelsen av akklimatiseringsperioden. Fra den 15.12.2014 ble fisk
i kar 1-4 fôret med dietter tilsatt henholdsvis rapsolje (RO), ansjosolje (AO), rapsolje/ansjosolje (RO/AO) og
EPA/DHA-konsentrat. Uttak av fisk ble utført etter 0, 21, 42, 63 og 84 dager etter fôringsstart. Figur: Gunhild S.
Johansson.
Figur 2. Forholdet mellom andelen normale baktarmer (blåfarge), og unormale baktarmer (rødfarge).
Uttaksdager: 21, 42, 63 og 84. N = 5 for uttaksdag 21, N = 10 for alle andre uttak.
Fôr
Forsøksfôret uten fett (grunnfôr) ble laget av Biomar AS, Danmark. Innholdet er vist i tabell 1. Fôret ble tilsatt ulike
oljer fra Nofima, Bergen. Fettsyreanalyse for Fôr 0 som ble gitt fiskene før forsøksstart og i de 4 ulike forsøksfôrene
(Tabell 2) ble utført.
Tabe ll 1. Sammensetning av grunnfôret (3 mm), uten tilsatt fett, brukt i
fôringsforsøket.
SPC = soyaproteinkonsentrat.
Figur 7. Grafen viser gjennomsnittlig total score fra de histologiske undersøkelsene ± standardavvik for inflammasjon, vakuolisering,
og morfologiske forandringer gitt de forskjellige diettgruppene ved uttaksdagene; dag 21, 42, 63, og 84. N = 10 for alle
uttakstidspunkt unntatt dag 21, hvor N = 5.
Resultater og konklusjon
•Det ble ikke vist noen signifikante forskjeller ved tilvekst mellom de forskjellige diettgruppene. Ved de
makroskopiske undersøkelsene av baktarm ble det vist at fisk fôret med diett AO hadde minst antall morfologiske
unormale baktarmer, mens fisk gitt diett EPA/DHA hadde flest unormale baktarmer (Fig. 2). Ved forsøksslutt (dag
84) hadde fisk fra samtlige dietter morfologisk unormale baktarmer (Fig. 3).
•De immunhistokjemiske undersøkelsene mot proliferating cell nuclear antigen (α-PCNA) (Fig. 4) og
immunglobulin M (α-IgM) viste økt celledelingsaktivitet (PCNA+ celler) og tilstedeværelse av IgM (Fig. 5) i
tarmprøvene hos samtlige diettgrupper. For begge antistoffene var det en økning av positiv merking i tarmvevet
fra kontroll (dag 0) til forsøkslutt (dag 84).
•Det ble detektert en økning i bakteriell overvekst og antall begerceller i baktarm fra forsøksstart til forsøksslutt i
samtlige dietter. Fisk fra diett AO fikk bakteriell overvekst senest i forsøksløpet, og hadde lavest antall rammede
individer (Fig. 6).
•Resultatene fra de histopatologiske graderingene for inflammasjon, hypervakuolisering og morfologi ble lagt
sammen til en total score. Fisk som ble fôret med diett AO hadde generelt lavest score og minst forandringer,
mens fisk som ble fôret RO/AO hadde generelt høyest score og de største forandringene (Fig.7).
Selv om fisken viser god vekst ved de forskjellige fettsyresammensetningene i fôret, viser fisken patologiske
forandringer i baktarm. Dette er noe som bør tas hensyn til i kommersiell fôrproduksjon med tanke på
fiskevelferd.
Referanser
1. Ytrestøyl, T., Aas, T., & Åsgård, T. (2015). Utilisation of feed resources in production of Atlantic salmon (Salmo salar) in Norway. Aquaculture, 448, 365-
374.
2. Naylor, R. L., Hardy, R. W., Bureau, D. P., Chiu, A., Elliott, M., Farrell, A. P., Forster, I., Gatlin, D. M., Goldburg, R. J., et al. (2009). Feeding aquaculture in an
era of finite resources. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106, 15103-15110.
3. Waagbø, R., Sandnes, K., Torrissen, O. J., Sandvin, A., & Lie, Ø. (1993). Chemical and sensory evaluation of fillets from Atlantic salmon (Salmo salar) fed
three levels of n-3 polyunsaturated fatty acids at two levels of vitamin E. Food Chemistry, 46, 361-366.
4. Torstensen, B., Ruyter, B., Sissener, N., Østbye, T., Waagbø, R., Jørgensen, S., Ytteborg, E., Rud, I., Liland, N., et al. (2013). Utredning av fett for fiskehelse,
effekter av endret fettsyresammensetning i fôr til laks relatert til fiskens helse og velferd (robust fisk)(Effects of Changes in Dietary Fat Level and Fatty
Acid Composition of Salmon Diets on Fish Health and Welfare (Fish Robustness)). Bergen: NIFES and Nofima, 8-63.
5. Bæverfjord, G., & Krogdahl, Å. (1996). Development and regression of soybean meal induced enteritis in Atlantic salmon, Salmo salar L., distal intestine:
a comparison with the intestines of fasted fish. Journal of Fish Diseases, 19, 375-387.
6. Evje, I. B. S. (2015). Fettsyresammensetning hos atlantisk laks (Salmo salar L.) fôret med ulike mengder langkjedede omega-3 fettsyrer.
(Mastergradsoppgave), Norges arktiske universitet, Universitetet i Tromsø (UiT).
Figur 3. Øverst er baktarm med normal morfologi, benyttet som kontroll. Under er
morfologisk avvikende baktarm fra samtlige diettgrupper, fjerde uttak, dag 84. Baktarm
fra fisk fôret med diett A = RO, B = AO, C = RO/AO, D = EPA/DHA. N = 10. Foto: Gunhild S.
Johansson.
Tabe ll 2. Fettsyresammensetning (arealprosent) i de ulike fôrene. Lc-
HUFA = langkjedede flerumettede omega-3 fettsyrer (20:5n-3, 22:5n-3
og 22:6n-3). De presenterte verdiene er gjennomsnittet ±
standardavvik (N = 3)6 .
Makroskopiske forandringer
Mikroskopiske forandringer
Takk til:
Forfatterne vil gjerne rette en ekstra takk til Geir Bornø, Trygve Poppe og Muhammad N. Yousaf for hjelp til tolking av histologiske snitt og
immunhistokjemiske undersøkelser. En stor takk til Terje Markussen og Miroslava Hansen på histolaboriatoriumet ved veterinærinstituttet i Harstad for
god hjelp til histologisk fremføring og immunhistokjemiske undersøkelser.
Kontroll